IC课程设计报告 - 图文

gm=

?iD?vGSVDS=2Kn'(v-v)=2Kn'(GSTWL)ID【Kn'=?nCox】

⑤阈值电压：

在正常情况下，栅电压产生的电场控制着源漏间沟道区内载流子的产生。使沟道区源端强反型时的栅源电压称为MOS管的阈值电压。NMOS的阈值电压用VTn表示， PMOS的阈值电压用VTp表示。 MOSFET阈值电压表达式： NMOS：

VTn??Vms?Q0Cox?2?f?QbmaxCox?f?KBTqln(NBni)

Qbmax??qNBxdamx??2?0?siqNB(2?f?VSB)VSB?0 PMOS：

VTp??Vms?Q0Cox?2?f?QbmaxCox?f?KBTqln(NBni)Qbmax?qNBxdamx?2?0?siqNB(2?f?VBS)VBS?02）Sah方程：

对于N型：

对于P型：

ID??12KP'

【Kn'=?nCox】

WL(VGS?VTP)(1??vDS)

2

3)输出特性曲线：

（1）

增强型输出特性曲线

①可变电阻区（非饱和区）

此时，V＜V－V时，IDS?DS

GS

T

?nWCOXL???VGS?VT?VDS??随着VDS 增加，从源到

漏的压差变大，沟道厚度逐渐变薄，相当于沟道电阻增大，IDS 随VDS 增大而增大，且刚开始时，从源到漏的压差可忽略，为线性关系；之后源漏电压不可忽略，IDS 随VDS 增大而增大的速度变慢。

线性关系时的沟道电阻为

R?VDSIDS?1L?tox??VGS?VT???nW??0VGS?VT?1

②放大区（饱和区）

此时V≥V－V时，V高于V－V的电压将降落在耗尽层，使漏端耗尽

DS

GS

T

DS

GS

T

区展宽，夹断点向源端有移动沟道长度略微减小，使得IDS 随VDS 增大而增大而略有增加，但总的来说 IDS 基本上不随VDS 变化而变化，故称作饱和区，此时：

IDS??nWCOX2L?VGS?VT?

2

本次设计就要求所有的MOSFET管工作在饱和区

此时0

GS

T

③截止区

电载流子浓度低，漏源电流很小，主要是PN节的反向电流，故称为截止区。所有工作的管子应避免进入截至区。

4)MOSFET输入特性曲线：

a) EMOS b）DMOS

?nWCox?12?IDS?V?VV?VDS????GSTDS L2??

?WC2 IDsat?nox?VGS?VT?2L

2.5MOSFET交流小信号等效电路

（1）电流方程

D G S RL

VDS VGS ig?CgsdVgsdt?CgddVdsdtid?gmVgs?gdVds（2）本征等效电路

（3）实际等效电路

RS：源极串联电阻 RD：漏极串联电阻 Cgs：栅源寄生电容 Cgd：栅漏寄生电容

CDS：漏极和衬底之间寄生电容

Cgst?Cgs?CgsCgdt?Cgd?Cgd''